【正文】 信號重要，故還應(yīng)考慮硬接點報警。 10kV采用常規(guī)電磁式電壓互感器時其二次回路還應(yīng)裝設(shè)微機消諧裝置，并安裝于相應(yīng)的高壓開關(guān)柜。同時還有其他智能設(shè)備的接入，包括直流系統(tǒng)、交流系統(tǒng)、電度表、消防報警系統(tǒng)、圖像監(jiān)視系統(tǒng)、消弧裝置、 UPs、 GPs及其他未能直接接入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備和保護裝置。 25 第四章 牽引變電站的 220kV三相供電方案 牽引變電站的 220kV三相供電方案 為減少電力牽引負荷對電能質(zhì)量的影響，對牽引變電站采用 220kv供電的可行性進行了分析。根據(jù)我國電網(wǎng)的現(xiàn)狀提出了一種 220kv三相供電方案，包括一個 220kV牽引變電站和兩個 110kv牽引變電站， 220kv牽引變電站由電力系統(tǒng)供電，該站設(shè)置兩臺 220／ 110， 27． 5kv的三相變壓器，兩個 110kv牽引變電站以“換相連接”方式接入 220kv牽引變電站，從而降低了 220kv側(cè)的三相電壓不平衡度、電壓總諧波畸變率和電壓波動。該方案可節(jié)約建設(shè)費用，既可用于新建的電氣化鐵路，也可用于現(xiàn)有的 110kv牽引變電站的改造 或擴建。 電力牽引負荷屬于大功率單相整流型負荷，由于具有不對稱、非線性和波動性的特點，在其運行過程中所產(chǎn)生的負序電流和諧波電流注入電力系統(tǒng)后，必然會引起三相電壓不對稱、電壓波形畸變和電壓波動，從而對電能質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，嚴重時還會危及電力系統(tǒng)的正常運行 ?。目前我國的電氣化鐵路已超過10000km，牽引變壓器的容量也由 10．『 20MvA發(fā)展到目前的 40^75MVA，電力牽引負荷對電能質(zhì)量的影響已引起有關(guān)部門的高度關(guān)注。為解決這個問題，人們在牽引變電站和電力機車上都采取了多種措施‘ 3． 51，如采用換相連接、安 裝濾波器等。這些措施在一些特定條件下能夠減少牽引負荷注入電力系統(tǒng)的負序電流和諧波電流，但從總體情況來看，效果不甚理想。由于東北電網(wǎng)沒有 110kV電壓等級，因此哈爾濱一大連的電氣化鐵路 (哈大線 )采用了 220kV的兩相供電方式， 路沿線的 17個牽引變電站均由雙回 220kV兩相線路供電，站內(nèi)設(shè)置兩臺 220， 27． 5kv的單相變壓器，分別與兩回 220k線路構(gòu)成兩組線路變壓器組。遼寧省諧波監(jiān)測中心的測試結(jié)果表明，在電氣化鐵路投運前 220kv電網(wǎng)的三相電壓不平衡度在0． 76％以下，電壓總諧波畸變率在 0． 5％一 1． 1％之間 。哈大線投運以后，電網(wǎng)中各監(jiān)測點的三相電壓不平衡度、相關(guān)電廠的負序電流、電壓總諧波畸變率和各次諧波電流都未超過國標的規(guī)定。但如果系統(tǒng)變電站內(nèi)有一條聯(lián)絡(luò)線路檢修，必然會引起系統(tǒng)短路容量減小，在這種情況下，按電氣化鐵路各牽引變電站的平均負荷計算，仍然有部分監(jiān)測點的負序電流和諧波電流超標。因此這種供電方案能否推廣到其他電網(wǎng)還是一個需要深入研究的問題。為減小電力牽引負荷對電能 26 質(zhì)量的影響，本文根據(jù)我國電網(wǎng)建設(shè)的現(xiàn)狀，從降低三相電壓不平衡度、電壓總諧波畸變率和電壓波動的角度，分析了電力牽引負荷采用 220kV供電的可行性 ，提出了一種牽引變電站的 220kV三相供電方案。 2 220kV供電的可行性分析衡量網(wǎng)負序電壓水平的指標是三相電壓不平衡度。假設(shè)公共連接點與電源間的聯(lián)系阻抗的正序分量與負序分量相等，則電力牽引負荷在牽引變壓器高壓側(cè)引起的三相電壓不平衡度可近似計算為 式中鞏為電網(wǎng)線電壓， kv； I1（ 2）為電力牽引負荷的基波負序電流， A； sk為高壓側(cè)的系統(tǒng)短路容量， MVA。 衡量電網(wǎng)電壓波形畸變程度的指標是電壓總諧波畸變率其數(shù)學(xué)表達式為 （ 2） 式中 n為諧波電壓的次數(shù)； rhru．。為諧波電壓含有率，給定系統(tǒng)短路容量 sk時rhru．。可由式 (3) 計算 27 式中 In為電力牽引負荷注入電網(wǎng)的凡次諧波電流， A。 電力牽引負荷的波動還會引起電網(wǎng)電壓波動。以 YN， d11接線變電站為例，假設(shè)牽引側(cè)兩供電臂的負荷電流分別為厶、厶，功率因數(shù)角分別為仇、仇，對應(yīng)的牽引變電站高壓側(cè)的三相電壓波動而為 由式 (1)． (4)可見，當牽引負荷一定時，牽引變電站高壓側(cè)的三相電壓不平衡度、電壓總諧波畸變率和電壓波動均近似地與高壓側(cè)的系統(tǒng)短路容量成反比。隨著我國電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展，許多省級電網(wǎng)已基本形成了 以 500kV線路為骨架、220kV線路為主干通道的區(qū)域電網(wǎng)，這就為牽引變電站采用 220kV供電提供了有利條件。在同一區(qū)域電網(wǎng)中， 220kV電網(wǎng)的短路容量肯定要大于 110kV電網(wǎng)的短路容量。因此采用 220kV供電將會降低牽引變電站與電網(wǎng)連接點處的三相電壓不平衡度、電壓總諧波畸變率和電壓波動，從而減小了牽引負荷對電能質(zhì)量的影響。此外， 220kV電網(wǎng)的可靠性比 110kV電網(wǎng)高，這一點對于保證電力牽引負荷的安全準時是非常有利的。采用 220kV供電既可提高牽引供電系統(tǒng)的可靠性，還降低了電能損耗，這樣就可節(jié)約電氣化鐵路 的運行費用，進而有利于提高整個電力系統(tǒng)的經(jīng) 濟運行指標和減少國家的能源消耗，其經(jīng)濟效益和社會效益也相當可觀 。 現(xiàn)有 28 220kV兩相供電方案分析 2021年 8月投運的哈大線采用了 220kV兩相供電方式。兩回 220kV線路分別來自電力系統(tǒng)中兩個不同的變電站或同一個變電站的兩條不同母線，與牽引變電站內(nèi)的兩臺 220／ 27． 5kV單相變壓器構(gòu)成兩組線路一變壓器組。其接線方式如圖 1和圖 2所示。需要注意的是：①由于采用了兩相線路供電，注入電網(wǎng)的負序電流與正序電流相等，其三相電流不平衡度為 100％，隨著電力牽引負荷的逐年增長， 220kV側(cè)的負序電流也會增加；②所有牽引變電站都要按照 220kV的標準建設(shè)，都要架設(shè) 220kV的鐵路專用線，這必然會增加建設(shè)費用。 29 220kV三相供電方案 根據(jù)上述分析，本文提出一種牽引變電站的 220kv三相供電方案，其接線方式如圖 3所示。 該三相供電方案中包括一個 220kV變電站 (B牽引站 )和兩個 110kv變電站 (A牽引站和 C牽引站 )，正常運行時由電力系統(tǒng)經(jīng)兩回 220kV線路 (互為備用 )向 B牽引站供電，該站設(shè)置了兩臺 220／ 110， 27． 5kV三相變壓器， 27． 5kV側(cè) 為本站牽引負荷供電， 11砒Ⅳ側(cè)為 A牽引站和 C牽引站供電，相當于將三個牽引變電站的負荷連在一起集中接入 220lⅣ電網(wǎng)，這有利于減小電力牽引負荷對電網(wǎng)的沖擊。為降低注入 220kv電網(wǎng)的負序電流和諧波電流，兩個 110kv牽引站可采用“換相連接， 方式接入 220kV牽引站，具體接線方式如圖 4所示。 30 由圖 4可見，三個牽引站形成一個循環(huán)，使一部分負序電流和諧波電流只在110kV系統(tǒng)中循環(huán)，從而減少了注入 220kV電網(wǎng)的負序電流和諧波電流。該方案如果用于新建的電氣化鐵路供電系統(tǒng)，每三個牽引變電站中只需建造一個 220kV變電站，其余兩個牽引站均按 110kV建造，其中的 110kV備用電源可直接從附近的電力系統(tǒng)變電站獲取，從而顯著節(jié)約建設(shè)投資；如果用于對現(xiàn)有 110kV牽引變電站進行改造，則只需對 l， 3的 110kV牽引變電站進行升壓，即將圖 4中的 A牽引站和 C牽引站原有的一條 110kV線路改接到升壓后的 B牽引站，另外一條 110kV線路仍與電力系統(tǒng)的 110kV電網(wǎng)相連，作為這兩個牽引站的備用電源，這樣也可節(jié)省許多改造費用。 (1)提出了一種牽引變電站的 220kV三相供電方案，由于 220kV電網(wǎng)的短路容量大于 110kV電網(wǎng)的 短路容量，在牽引負荷相同的條件下，注入電網(wǎng)的負序電流和諧波電流都將減小，對電網(wǎng)的沖擊也會減小，因此降低了牽引變電站與電網(wǎng)連接點處的三相電壓不平衡度、電壓總諧波畸變率及電壓波動，減小了牽引負荷對電能質(zhì)量的影響。 (2)該方案在技術(shù)上具有可行性，還可節(jié)約建設(shè)費用，既可用于新建的電氣化鐵路，也可用于擴建和改建現(xiàn)有的 110 kV牽引變電站。隨著我國的電氣化鐵路的不斷發(fā)展，采用 220kV供電的優(yōu)越性必將得到大家的認可。 31 參與文獻 ： [1] 朱大新，數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展 [J]．電工技術(shù)雜志， 2021。 [2] 江蘇省電力公司 《 江蘇省電力公司無人值班變電所運行管理導(dǎo)則》 。 [3] 能源部西北電力設(shè)計 1皖編，電力工程電氣設(shè)計手冊 (電氣 _二次部分 )，中國電力出版社 。 [4] 常弘 ,茹鋒 ,薛鈞義 .IEC61850 語義信息模型的實現(xiàn) 。 [5] 吳在軍，竇曉波，胡敏強 . 基于 IEC61850 標準的數(shù)字保護裝置建模 [J].電網(wǎng)技術(shù) ,2021。 [6] 王茹，宋瀚濤 . XML文檔結(jié)構(gòu)定義規(guī)范 XML Schema[J].計算機應(yīng)用研 究 ,2021。 [7] 成都交大許繼電氣有限責(zé)任公司 . TA21 型牽引變電所安全監(jiān)控與綜 合自動化系統(tǒng)說明書 [Z].2021。 [8] 安志琴 .基于 SCL 建立 IED 配置文件的研究 [D]. 北京 :華北電力大學(xué) ,2021. [9] 林海雪．公用電網(wǎng)諧波國標中的幾個問題 [J]．電網(wǎng)技術(shù)， 2021。 [10]唐敏，李群湛，賀建閩．牽引變電所無功綜合補償方案研究 。 [11]張志文，王耀南，劉福生，等．多功能平衡牽引變壓器運行方式研究 。 [12]王躍，揚君，王兆安，等．電氣化鐵路用混合電力濾波器的研 。 [13]熊曄華．哈爾濱至大連電氣化鐵路供電系統(tǒng) 。 [14]林海雪．電力系統(tǒng)三相不平衡 [M】．北京： 中國電力出版社， 1998。 [15]呂潤馀．電力系統(tǒng)高次諧波【 M]．北京：中國電力出版社， 1998。 [16]電氣化鐵道設(shè)計手冊【 M】．北京：中國鐵道出版社， 1988． 32 總 結(jié) 2021 年 3 月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。 歷經(jīng)了幾個 星期 的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。回想這段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。 3 月初，在與指導(dǎo)老師的交流討論中我的題目定了下來，是： 110kv 無人值班變電站綜合自動化的改造設(shè)計。當選題報告，開題報告定下來的時候，我當時便立刻著手資料的收集工作中，當時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。我將這一困難告訴了指導(dǎo)老師，在指導(dǎo)老師細心的指導(dǎo)下，終于使我對自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 在搜集資料的過程中，我認真準備了一個筆記本。我在學(xué)校圖書館搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。然后 我將收集到的資料仔細整理分類，及時拿給指導(dǎo)老師進行溝通。 3 月底，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手論文的寫作。在寫作過程中遇到困難我就及時和指導(dǎo)老師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教專業(yè)課老師。在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，論文也慢慢成型。 4 月中旬，論文的圖 文已經(jīng)完成 33 致 謝 從論文選題到搜集資料，從寫稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作論文的過程中心情是如此復(fù)雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。那種感覺就宛如 在一場盛大的頒獎晚會上，我在晚會現(xiàn)場看著其他人一個接著一個上臺領(lǐng)獎，自己卻始終未能被念到名字，經(jīng)過了很長很長的時間后，終于有位嘉賓高喊我的大名，這時我忘記了先前漫長的無聊的等待時間，欣喜萬分地走向舞臺，然后迫不及待地開始抒發(fā)自己的心情，發(fā)表自己的感想。這篇畢業(yè)論文就是我的舞臺，以下的言語便是有點成就感后在舞臺上發(fā)表的發(fā)自肺腑的誠摯謝意與感想： 感謝我的指導(dǎo)老師 xxx 老師，他嚴謹細致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。篇幅所限，不便把各位恩師 一一列舉出來，表達我的感激之情，在此對電氣其他專業(yè)課老師一并表示感謝。他們是： xx老師 、 xxx 老師 、 xx 老師 等等 .各位老師鮮明地個性特點和人格魅力將是我回憶中的大學(xué)生涯重要的組成部分。 感謝我的室友們，從不同的地方 來到這個陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。三年了，仿佛就在昨天。只是今后大家就難得再聚在一起吃每年元旦那頓飯了吧，沒關(guān)系，各奔前程，大家珍重。我們在一起的日子，我會記一輩子的。 34 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。 在這份畢業(yè)論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！“不積跬步 ， 無以至千里”，這次畢業(yè)論文能夠最終順利完成，歸功于各位老師三年間的認真負責(zé)，使我能夠很好的掌握專業(yè)知識，并在畢業(yè)論文中得以體現(xiàn)。也正是你們長期不懈的支持和幫助才使得我的畢業(yè)論文最終順利完成。最后，我向湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子電氣系的全體老師們再次表示衷心感謝：謝謝你們，謝謝你們?nèi)甑男燎谠耘啵?